(57)【要約】【課題】  冷陰極管と発光ダイオードという異なる種類の光源を併用した発光装置及び表示装置であって、両光源間における光の指向性や発光効率の温度特性などの違いにより照明光に輝度ムラや色ムラが生じるのを防ぎ、消費電力を抑制することができる発光装置及び表示装置。【解決手段】  導光板の入射端面の近傍に冷陰極管を配置し、導光板の入射端面から一定距離おいて発光ダイオードを配置することにより、光の指向性が強い発光ダイオードからの発光を混合しやすくするとともに、発光ダイオードの温度上昇を抑制したことを特徴とする発光装置及び表示装置。【選択図】  図１
2006004848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発する光に指向性を有する第１光源と、前記第１光源よりも弱い指向性を有する第２光源と、前記第１光源と前記第２光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、
前記第１光源及び第２光源が発した光は、前記導光板の同一の入射端面から入射され、
前記第１光源は、前記第２光源よりも前記入射端面から離れた位置に配置されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１光源と前記入射端面との間に、前記第１光源が発した光が入射され、光が入射された面と対向する面から前記入射端面に向けて出射する導光部材を設けたことを特徴とする、請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
発する光に指向性を有する第１光源と、前記第１光源よりも弱い指向性を有する第２光源と、前記第１光源と前記第２光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、
前記導光板の入射端面は凸状の突起部分を有しており、前記第１光源は前記凸状の突起部分の先端面に面するように配置され、前記第２光源は前記凸状の突起部分の側面に面するように配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記第１光源は少なくとも１つの発光ダイオードを含み、前記第２光源は少なくとも１つの蛍光管を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１光源と、前記第２光源との発光色が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項６】
室温よりも低温で発光効率が高くなる第３光源と、室温よりも高温で発光効率が高くなる第４光源と、前記第３光源と前記第４光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、
前記第３光源及び第４光源が発した光は、前記導光板の同一の入射端面から入射され、
前記第３光源は、前記第４光源よりも前記入射端面から離れた位置に配置されることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記第３光源と前記入射端面との間に、前記第３光源が発した光が入射され、光が入射された面と対向する面から前記入射端面に向けて出射する導光部材を設けたことを特徴とする、請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
室温よりも低温で発光効率が高くなる第３光源と、室温よりも高温で発光効率が高くなる第４光源と、前記第３光源と前記第４光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、
前記導光板の入射端面は凸状の突起部分を有しており、前記第３光源は前記凸状の突起部分の先端面に面するように配置され、前記第４光源は前記凸状の突起部分の側面に面するように配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
前記第３光源は少なくとも１つの発光ダイオードを含み、前記第４光源は少なくとも１つの蛍光管を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第３光源と、前記第４光源との発光色が異なることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第３光源が放熱部材に接触していることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項１２】
前記導光板を伝播する光強度を検知する光検知部材を備え、前記光検知部材により検知した光強度に基づいて、少なくとも１つの光源の発光強度を制御することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の発光装置。
【請求項１３】
前記導光板を伝播する光強度を検知する光検知部材を備え、前記光検知部材により検知した光強度に基づいて、少なくとも１つの前記発光ダイオードの発光強度を制御することを特徴とする請求項４または９いずれか記載の発光装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項記載の発光装置を備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のバックライトやフロントライトとして用いる発光装置に関し、特に、発光の指向性及び発光効率の温度特性が異なる複数種類の光源を用いた発光装置、並びにこれを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイは、パソコン用モニタ、薄型テレビ、携帯型情報端末等のディスプレイとしての利用が拡大しており、パソコン用モニタ、薄型テレビ、携帯型情報端末等の高機能化とその表示画面の高精細化にともなって、更なる画質の向上が求められている。
【０００３】
従来、液晶ディスプレイなどの非自発光型のディスプレイでは、バックライトやフロントライトの光源として、白色の光を発する冷陰極管を用いていた。冷陰極管は、発光波長スペクトルが幅広であるため色純度が低く、液晶ディスプレイのバックライトとして使用した場合には色再現範囲が狭いという欠点がある。このため、バックライトやフロントライトの光源には、白色冷陰極管に代えて、赤色、緑色、青色の各発光色を有する発光ダイオードを用いることが提案されている。発光ダイオードは、各発光色が独立しており、それぞれの発光波長スペクトルが急峻であるため、色純度が高く、液晶ディスプレイのバックライトとして使用した場合には色再現範囲が広いという利点がある。また、各発光色の発光ダイオードの発光強度を制御することによりホワイトバランスを容易に調整することができるため、所望の照明光が得られるともに、ディスプレイの高画質化が可能となる。
【０００４】
しかしながら、発光ダイオードは、蛍光管である冷陰極管に比べて発光効率が劣っているため、同じ輝度を得るためには消費電力が高くなり発熱量が多くなってしまう欠点がある。このため、大型の液晶ディスプレイの光源を発光ダイオードだけで構成するのは現実的ではない。
【０００５】
そこで、特許文献１に開示されているように、液晶ディスプレイのバックライトやフロントライトの光源に、冷陰極管及び発光ダイオードの両方を使用することで、消費電力量と発熱量を抑制することが提案されている。特許文献１に記載の面光源装置では、導光板の一端面に白色冷陰極管から発せられる光を入射し、導光板の他端面に各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の発光ダイオードから発せられる光を入射する構成によって、信号処理を行うことなく照明光のホワイトバランスを調整することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００１−１３５１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるように冷陰極管と発光ダイオードという異なる種類の光源を併用した発光装置及び表示装置には以下のような問題点が生じる。
【０００７】
特許文献１の図１に示されるように、導光板の一端面に白色冷陰極管から発せられる光を入射し、導光板の他端面に各色の発光ダイオードから発せられる光を入射する構成をとった場合、一端面側に近い導光板の主面から出射される照明光には冷陰極管からの光が多く含まれ、他端面側に近い導光板の主面から出射される照明光には発光ダイオードからの光が多く含まれることとなる。そうすると、導光板の他端面付近の照明光は色純度が高く、ホワイトバランスの調整が容易で、ディスプレイにおける色再現範囲が広いのに対して、導光板の一端面付近の照明光は、色純度が低く、ディスプレイとしての色再現範囲が狭いものとなるので、照明光にムラが生じ、特に、ディスプレイで表示した場合には大きなムラになってしまう。
【０００８】
また、発光ダイオードは点光源であり、発する光が指向性を有しているため、各発光ダイオード（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からの光を混合したものを照明光とする必要がある。各発光ダイオードからの光を混合しないまま照明光とすると、導光板の他端面側から出射される照明光に輝度ムラ及び色ムラが生じてしまう。
【０００９】
また、冷陰極管と発光ダイオードとでは、温度に対する発光効率の特性が異なっている。通常、発光装置の光源の温度は、動作開始時は室温であるが、光源自身が発する熱により上昇し、ある温度で一定になる。冷陰極管は７０℃程度で最も発光効率が高くなるため、冷陰極管を光源に用いた場合には、発光開始から徐々に発光効率が向上し発光強度が強くなる。一方、発光ダイオードは低温での発光効率が高いため、発光ダイオードを光源に用いた場合には、発光開始から徐々に発光効率が低下し発光強度が弱くなる。つまり、光源として冷陰極管及び発光ダイオードを併用した発光装置では、両光源の発光効率を高めるために、それぞれに対して適切な温度調整を行うことが必要となる。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、冷陰極管と発光ダイオードという異なる種類の光源を併用した発光装置及び表示装置であって、両光源間における光の指向性や発光効率の温度特性などの違いにより生じる照明光の輝度ムラや色ムラを低減し、消費電力を抑制することができる発光装置及び表示装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、導光板の入射端面の近傍に冷陰極管を配置し、導光板の入射端面から一定距離おいて発光ダイオードを配置することにより、光の指向性が強い発光ダイオードからの発光を混合しやすくするとともに、発光ダイオードの温度上昇を抑制することができることに想到した。
【００１２】
すなわち、本発明は、発する光に指向性を有する第１光源と、前記第１光源よりも弱い指向性を有する第２光源と、前記第１光源と前記第２光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、前記第１光源及び第２光源が発した光は、前記導光板の同一の入射端面から入射され、前記第１光源は、前記第２光源よりも前記入射端面から離れた位置に配置されることを特徴とする発光装置を提供するものである。
【００１３】
上記構成により、発する光に指向性を有する第１光源と、導光板の入射端面との間に空気層を設けることができ、第１光源からの光が十分に混合されるため、照明光のムラを低減することができる。
【００１４】
本発明における発光装置は、前記第１光源と前記入射端面との間に、前記第１光源が発した光が入射され、光が入射された面と対向する面から前記入射端面に向けて出射する導光部材を設けたことを特徴としている。これにより、前記第１光源からの光は前記導光部材に入射し、その内部を全反射しながら伝播するので、前記第１光源からの光が前記第２光源により拡散されてしまうのを防ぐことができ、前記第１光源から前記導光板の入射端面までの距離を大きくした場合でも、前記第１光源からの光の入射効率低下を低減することができる。
【００１５】
本発明における発光装置は、発する光に指向性を有する第１光源と、前記第１光源よりも弱い指向性を有する第２光源と、前記第１光源と前記第２光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、前記導光板の入射端面は凸状の突起部分を有しており、前記第１光源は前記凸状の突起部分の先端面に面するように配置され、前記第２光源は前記凸状の突起部分の側面に面するように配置されていることを特徴とする。これにより、前記第１光源からの光は前記凸状の突起部分に入射し、その内部を全反射しながら伝播するので、前記第１光源からの光が前記第２光源により拡散されてしまうのを防ぐことができ、前記第１光源から前記導光板の入射端面までの距離を大きくした場合でも、前記第１光源からの光の入射効率低下を低減することができる。
【００１６】
本発明によれば、室温よりも低温で発光効率が高くなる第３光源と、室温よりも高温で発光効率が高くなる第４光源と、前記第３光源と前記第４光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、前記第３光源及び第４光源が発した光は、前記導光板の同一の入射端面から入射され、前記第３光源は、前記第４光源よりも前記入射端面から離れた位置に配置されることを特徴とする発光装置が提供される。
【００１７】
上記構成により、低温で発光効率が高くなる光源が、高温で発光率が高くなる光源からの発熱によって、温度が上昇してしまうのを抑制するとともに、発光装置の外側に配置することにより冷却しやすくすることができる。
【００１８】
本発明における発光装置は、前記第３光源と前記入射端面との間に、前記第３光源が発した光が入射され、光が入射された面と対向する面から前記入射端面に向けて出射しする導光部材を設けたことを特徴としている。これにより、前記第３光源からの光は前記導光部材に入射し、その内部を全反射しながら伝播するので、前記第３光源からの光が前記第４光源により拡散されてしまうのを防ぐことができ、前記第３光源から前記導光板の入射端面までの距離を大きくした場合でも、前記第３光源からの光の入射効率低下を低減することができる。
【００１９】
本発明における発光装置は、室温よりも低温で発光効率が高くなる第３光源と、室温よりも高温で発光効率が高くなる第４光源と、前記第３光源と前記第４光源からの光が入射される導光板とを備えた発光装置であって、前記導光板の入射端面は凸状の突起部分を有しており、前記第３光源は前記凸状の突起部分の先端面に面するように配置され、前記第４光源は前記凸状の突起部分の側面に面するように配置されていることを特徴としている。これにより、前記第３光源からの光は前記凸状の突起部分に入射し、その内部を全反射しながら伝播するので、前記第３光源からの光が前記第４光源により拡散されてしまうのを防ぐことができ、前記第３光源から前記導光板の入射端面までの距離を大きくした場合でも、前記第３光源からの光の入射効率低下を低減することができる。
【００２０】
本発明における発光装置は、前記第３光源が放熱部材に接触していることを特徴としている。これにより、効果的な放熱が可能となり、低温で発光効率が高い光源を冷却して、消費電力を低減することができる。
【００２１】
本発明における発光装置は、少なくとも１つの発光ダイオードと、少なくとも１つの蛍光管を光源としている。これにより、高発光効率の蛍光管を使用することで低消費電力あり高輝度な照明光が得られるとともに、発光ダイオードの発光強度を制御することで輝度の調整が容易となる。
【００２２】
本発明における発光装置は、異なる発光色を有する光源を備えることを特徴とする。各光源の発光波長スペクトルを選択することで、色純度の高い照明光を得ることが可能となり、白色点の調整が容易に実現できる。
【００２３】
本発明における発光装置は、前記導光板を伝播する光強度を検知する光検知部材を備え、前記光検知部材により検知した光強度に基づいて、少なくとも１つの光源の発光強度を制御することを特徴としている。これにより、輝度および白色点を一定に保つことが容易に実現できる。
【００２４】
本発明における発光装置は、前記導光板を伝播する光強度を検知する光検知部材を備え、前記光検知部材により検知した光強度に基づいて、前記発光ダイオードの発光強度を制御することを特徴としている。これにより、発光ダイオードの電流値または発光時間を制御することで、輝度および白色点を一定に保つことが容易に実現できる。
【００２５】
本発明は、また、上記いずれかの発光装置を備えた表示装置を提供するものである。例えば、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置を構成するのに好適である。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように、本発明によれば、発する光の指向性が異なる複数の光源を用いても、照明光の輝度ムラや色ムラを低減した発光装置及び表示装置が提供される。また、発光効率の温度特性が異なる複数の光源を用いても、照明光の輝度ムラや色ムラを低減し、消費電力が低減された発光装置及び表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の発光装置及び表示装置を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１〜図７は、本発明の様々な実施形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。また、特に説明しない部分については、特許文献１等に開示されている従来の発光装置及び表示装置と同様であるものとする。
【００２８】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態は、青緑色の冷陰極管と赤色の発光ダイオードを光源に用いた発光装置及び表示装置である。図１は、本実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板（一部）の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の発光装置及び表示装置は、導光板１００の一端部において、赤色発光ダイオード１０１、青緑色冷陰極管１０２、放熱部材１０５、反射部材１０６を備えている。また、導光板１００の一方の表面（照明光の出射面と反対側の面）には、複数の拡散ドット１１１を配置しており、当該表面の近傍には光センサ１１０を配置している。
【００２９】
青緑色冷陰極管１０２は線状光源であり、その長さ方向が導光板１００の入射端面と平行になるように配置されている。一方、赤色発光ダイオード１０１は、導光板１００の入射端面に沿って複数配置されており、それぞれは放熱部材１０５に接するように配置されているものとする。本実施形態では、図１に示すように、青緑色冷陰極管１０２を導光板１００の入射端面の近傍に配置するとともに、青緑色冷陰極管１０２よりも、赤色発光ダイオード１０１を、導光板１００の入射端面から離隔して配置する構成を特徴としている。
【００３０】
放熱部材１０５は、アルミニウムなどの金属で形成することができ、放熱効率を高めるため表面にアルマイト処理などを施したものが好適である。反射部材１０６は、赤色発光ダイオード１０１及び青緑色冷陰極管１０２から発せられた光が導光板１００の入射端面に到達するまでの光路を覆うように配置され、導光板１００への入射光量を増加させるものである。拡散ドット１１１は、導光板１００内を全反射しながら伝播する光を散乱して出射面から出射させるための部材であり、酸化チタンなどの白色の散乱ドットにより形成することができる。尚、拡散ドット１１１により散乱された光のうち、導光板１００の出射面と反対側の表面から出射された光を導光板出射面に反射するために、当該表面（拡散ドット形成面）に白色ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの反射シートを配置するのが好ましい。
【００３１】
光センサ１１０は、導光板内を伝播する光、または、散乱ドットなどで散乱された光を検知し、各光源からの光強度を計測する。光センサ１１０は、導光板１００の出射面と対向する面、または、光源が配置される入射端面を除く端面付近に配置され、導光板からの光を直接、または、各面に配置される白色ＰＥＴなどを透過した光の強度を計測する。この計測値に基づいて各光源の発光強度を制御することにより、ホワイトバランスの調整を行うことができる。具体的には、光センサ１１０は、赤色発光ダイオード１０１の非発光時の発光強度と、赤色発光ダイオード１０１の発光時の発光強度とを計測する。赤色発光ダイオード１０１の非発光時には青緑色冷陰極管１０２の発光強度が計測され、赤色発光ダイオード１０１の発光時には、青緑色冷陰極管１０２と赤色発光ダイオード１０１の合計の発光強度が計測されることとなるが、後者の発光強度から前者の発光強度を引くことにより、赤色発光ダイオード１０１の発光強度が求められる。これらの計測値に基づいて、赤色発光ダイオード１０１の発光強度を制御することにより、ホワイトバランスの調整を行う。発光ダイオードは、電流値又は発光時間を変化させることにより発光強度を容易に制御することができるので、精度よくホワイトバランスの調整を行うことが可能となる。また、１つの光センサのみによって光強度を計測することができるので、光センサの個体差による計測誤差を無くすことができ、精度の良い制御が可能となる。
【００３２】
ここで、赤色発光ダイオード１０１及び青緑色冷陰極管１０２の配置について説明する。青緑色冷陰極管１０２は発する光の指向性が弱い光源であり、発光強度の指向性をほとんど有さない線状光源であるので、導光板１００の入射端面の近傍に配置しても、均一な青緑色の光を導光板１００に入射することができる。一方、赤色発光ダイオード１０１は、特定角度に光を多く発し、指向性を有する点光源であるため、複数配置される各赤色発光ダイオード１０１からの光を混合してから導光板１００に入射する必要がある。すなわち、指向性を有する点光源からの光を導光板に入射した直後に、拡散ドットによって導光板の主面より出射した場合、光源からの光の広がりが不十分であるため輝度ムラが生じてしまう。この光の混合を効率よく行うためには、図１に示すように、各赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面から離隔して配置すればよい。以下、その理由について説明する。
【００３３】
図２は、赤色発光ダイオード１０１の配置と、それから発せられる光の進路との関係を模式的に示す図である。図２の（ａ）は赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面から一定距離をおいて配置した状態を示しており、（ｂ）は赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面の近傍に配置した状態を示している。
【００３４】
図２（ａ）において、赤色発光ダイオード１０１から導光板１００の入射端面までの距離をｄとし、導光板の屈折率をｎ１、空気（大気）の屈折率をｎ２とし、赤色発光ダイオード１０１から発せられる光の広がり（光出射角度）をθとすると、導光板に入射される光の幅ｘ１は以下の式で与えられる。
[式１]  ｘ１＝ｄ・ｔａｎθ
【００３５】
一方、図２（ｂ）において、赤色発光ダイオード１０１から発せられた光が導光板１００の入射端面に入射してから導光板１００内部を距離ｄだけ進んだ位置での光の幅ｘ２は、赤色発光ダイオード１０１から発せられる光の広がり（光出射角度）をφとすると、以下の式で与えられる。但し、赤色発光ダイオード１０１と導光板１００の入射端面との間の僅かな空気層を無視している。
[式２]  ｘ２＝ｄ・ｔａｎφ
【００３６】
ここで、スネルの法則から、導光板と空気との間での入射角θ及び出射角φの間には、次の関係式が成立する。
[式３]  ｓｉｎφ＝（ｎ２／ｎ１）ｓｉｎθ
【００３７】
したがって、式２及び３から、次の式が得られる。
[式４]  ｘ２＝ｄ・ｔａｎ［ｓｉｎ-1｛（ｎ２／ｎ１）ｓｉｎθ｝］
【００３８】
ここで、導光板の材料として一般に用いられるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の屈折率は１．４９程度であるので、導光板の屈折率ｎ１を１．４９、空気の屈折率ｎ２を１．０とし、空気中で赤色発光ダイオードから発せられる光の出射角度θを４５度とすると、ｘ１とｘ２の比率が以下のように計算される。
[式５]  ｘ１／ｘ２≒１．９
【００３９】
すなわち、赤色発光ダイオードから発せられた指向性を有する光は、導光板内を伝播するよりも空気層を伝播する方が混合されやすいことが分かる。したがって、本実施形態では、赤色発光ダイオード１０１を、導光板１００の入射端面から一定距離をおいて配置する構成により、赤色発光ダイオード１０１から発せられた光を効率よく混合して、照明光の輝度ムラや色ムラを低減することができる。
【００４０】
次に、赤色発光ダイオード１０１の配置とその温度変化との関係について説明する。図３は、赤色発光ダイオード１０１の温度の時間変化を示すグラフである。図３のグラフにおいて、曲線（ａ）は、図２（ａ）に示すように赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面から一定距離おいて配置した場合の温度変化を示しており、曲線（ｂ）は、図２（ｂ）に示すように赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面の近傍に配置した場合の温度変化を示している。このグラフから明らかなように、赤色発光ダイオード１０１が発光開始（室温）から徐々に温度上昇して一定時間経過して定常状態に達したとき、曲線（ａ）と曲線（ｂ）の間に約１０℃の温度差が生じることとなる。このように、本実施形態では、赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面から一定距離おいて配置することにより、赤色発光ダイオード１０１の温度上昇を抑制し、より発光効率が良い温度を保持させることができる。また、図１に示すように赤色発光ダイオード１０１は放熱部材１０５に接しているので、効果的な放熱を行うことができるようになっている。
【００４１】
一方、本実施形態において、青緑色冷陰極管１０２は、放熱部材１０５に反射部材１０６よって覆われているため、青緑色冷陰極管１０２周辺の空気層に熱が蓄えられるので、青緑色冷陰極管１０２の発光効率の良い温度付近まで温度上昇することができる。
【００４２】
また、本実施形態の発光装置及び表示装置では、白色を発光する光源を使用していないため、色純度の高い照明光を得ることができ、また、発光ダイオードを光源に使用しているため、白色点などの調整が容易となっている。
【００４３】
尚、上記では、赤色発光ダイオードと青緑色冷陰極管とを光源として用いた発光装置及び表示装置を例示して説明したが、本実施形態では、他の発光色及び光源の組み合わせを採用することもできる。例えば、発光ダイオードと冷陰極管の組み合わせのみならず、これらと同様な発光効率の温度特性を有する光源を利用してもよい。また、発する光の指向性が異なる複数の光源を利用する場合も同様である。すなわち、光源からの光出射角度が広い光源を導光板の入射端面から近い側に配置し、光出射角度が狭い光源を入射端面から遠い側に配置すれば、発する光に指向性を有する光出射角度が狭い各光源からの光を、光源と入射端面との間の空気層によって効率よく混合することができる。また、光出射角度が狭い各光源からの光は、導光板の入射端面からの距離を大きくしても、光出射角度が広い光源に比べ入射光量が大きくなるので、入射効率を低下させることなく、入射端面から遠い側に配置された光源から発せられる光を十分に混合することができる。
【００４４】
[第２実施形態]
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板の構成を模式的に示す断面図である。図４に示すように、本実施形態の発光装置及び表示装置は、導光板１００の左右それぞれの端面において、赤色発光ダイオード１０１と、緑色冷陰極管１０３と、青色冷陰極管１０４を備えたことを特徴としている。本実施形態においても、第１実施形態と同様の理由から、赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面から一定距離をおいて配置し、緑色冷陰極管１０３及び青色冷陰極管１０４を導光板１００の入射端面の近傍に配置している。
【００４５】
また、本実施形態において、光センサ１１０は、導光板１００の両端面から等距離となる場所に配置されている。これにより、光センサ１１０は各端面に配置された光源からの光をバランスよく検出することができるので、ホワイトバランスの調整を高精度で行うことが可能となる。その他の構成部分に関しては、第１実施形態と同様に構成され配置されているものとする。
【００４６】
本実施形態のように導光板１００の左右両端面から光を入射する場合には、両端面における光源の配置を同一にするのが望ましい。例えば、一端面において赤色発光ダイオード１０１と緑色冷陰極管１０３とを配置し、他端面において赤色発光ダイオード１０１と青色冷陰極管１０４とを配置すると、一端面側では黄色よりの白色照明光が得られ、他端面側では紫色よりの白色照明光が得られることとなり、色ムラが生じやすくなってしまう。そこで、本実施形態では、導光板１００の両端面において光源を同一の構成で配置することにより、上記した第１実施形態の発光装置及び表示装置と同様に、輝度ムラや色ムラが低減された高輝度で良好な照明光を得ることができる。
【００４７】
[第３実施形態]
以下、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、本実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板（一部）の構成を模式的に示す断面図である。図５に示すように、本実施形態の発光装置及び表示装置は、導光板１００の入射端面において凸状の突起部分１００ａが形成されており、凸状の突起部分１００ａの先端に空気層を介して赤色発光ダイオード１０１が配置されており、また、凸状の突起部分１００ａを挟むようにして一対の青緑色冷陰極管１０２が配置されていることを特徴としている。各青緑色冷陰極管１０２は、それぞれコの字型の反射部材１０６により覆われている。その他の構成部分に関しては、第１実施形態又は第２実施形態と同様に構成され配置されているものとする。
【００４８】
本実施形態の発光装置及び表示装置において、赤色発光ダイオード１０１から発せられた光は空気層を通過した後、導光板１００の凸状の突起部分１００ａ先端の入射端面に入射し、凸部内を全反射しながら伝播してゆく。このように、各赤色発光ダイオード１０１からの光は、空気層を通過することと凸部内で全反射を繰り返すことにより効率よく混合されるので、導光板１００が発する照明光の輝度ムラや色ムラを低減することができる。また、図５に示すように赤色発光ダイオード１０１と青緑色冷陰極管１０２とを離隔して配置することができるので、赤色発光ダイオード１０１の温度上昇を抑制し（図示しない放熱部材を用いても良い）、反射部材１０６により覆った青緑色冷陰極管１０２を適当な温度に保持することができる。
【００４９】
[第４実施形態]
以下、本発明の第４実施形態について説明する。図６は、本実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板（一部）の構成を模式的に示す断面図である。図６に示すように、本実施形態の発光装置及び表示装置は、導光板１００の入射端面において一定距離おいて赤色発光ダイオード１０１が配置されており、導光板１００の入射端面と赤色発光ダイオード１０１との間に導光部材１０７が配置されていることを特徴としている。また、導光板１００の入射端面の近傍において導光部材１０７を挟むようにして一対の青緑色冷陰極管１０２が配置されていることを特徴としている。各青緑色冷陰極管１０２は、それぞれコの字型の反射部材１０６により覆われている。その他の構成部分に関しては、第１実施形態又は第２実施形態と同様に構成され配置されているものとする。
【００５０】
導光部材１０７は、例えばＰＭＭＡやガラスなどの透光性部材により構成されるものであり、導光板１００と同一の材料を用いてもよい。導光部材１０７は、導光板１００の入射端面と平行に形成された１つの部材であってもよいし、各赤色発光ダイオード１０１ごとに配置される複数部材から構成してもよい。
【００５１】
第１実施形態や第２実施形態のように赤色発光ダイオード１０１を導光板１００の入射端面から一定距離おいて配置し、赤色発光ダイオード１０１が発する光が空気層を通過して導光板１００の入射端面に入射するようにしたとき、導光板１００が薄く、赤色発光ダイオードの出射角度が大きい場合、導光板１００の入射端面近傍に配置した青緑色冷陰極管１０２によって赤色発光ダイオード１０１からの光が散乱されてしまい、赤色光の入射効率が低下してしまうという問題が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、赤色発光ダイオード１０１と導光板１００の入射端面との間に導光部材１０７を配置することにより、赤色発光ダイオード１０１からの光が青緑色冷陰極管１０２にから大きな影響を受けることなく導光板１００の入射端面に到達するようにしている。すなわち、図６に示すように、赤色発光ダイオード１０１からの光は導光部材１０７の一面に入射し、導光部材１０７内を全反射しながら所定距離を伝播し、導光部材１０７の他面から出射されて空気層を通過するが、この空気層がある位置では、青緑色冷陰極管１０２からの影響が少ないため、赤色発光ダイオード１０１からの光は混合されて、導光板１００の入射端面に効率よく到達することができる。
【００５２】
[第５実施形態]
以下、本発明の第５実施形態について説明する。図７は、本実施形態の発光装置及び表示装置の表示パネル部分の構成を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、上記した第１〜第４実施形態のいずれかの発光装置１０９の出射面において、液晶パネル１０８が配置されていることを特徴としている。発光装置１０９と液晶パネル１０８の間には、拡散シートやプリズムシートなどの光学シートを配置してもよい。本実施形態の発光装置１０９は、第１〜第４実施形態に関して上記した通り、照明光の色純度が高く、輝度ムラや色ムラの低減された発光装置であるため、本実施形態の発光装置及び表示装置によれば、均一性が高く、色再現性が広い良質な表示画像を有する液晶ディスプレイが提供される。また、光源の発光スペクトルに合わせて液晶パネルのカラーフィルタなどを調整することで、さらに色純度を高めることが可能である。
【００５３】
以上、本発明の発光装置及び表示装置について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の発光装置及び表示装置は、パソコン用モニタ、薄型テレビ、携帯型情報端末等のディスプレイとしての利用が拡大しており、パソコン用モニタ、薄型テレビ、携帯型情報端末等の表示装置又はそれらに用いる発光装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板（一部）の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１実施形態の発光装置及び表示装置に関して、赤色発光ダイオードの配置とそれから発せられる光の進路との関係を模式的に示す図である。（ａ）は赤色発光ダイオードを導光板の入射端面から一定距離をおいて配置した状態を示す。（ｂ）は赤色発光ダイオードを導光板の入射端面の近傍に配置した状態を示す。
【図３】赤色発光ダイオードの温度の時間変化を示すグラフである。曲線（ａ）は、図２（ａ）に示すように赤色発光ダイオードを導光板の入射端面から一定距離おいて配置した場合の温度変化を示す。曲線（ｂ）は、図２（ｂ）に示すように赤色発光ダイオードを導光板の入射端面の近傍に配置した場合の温度変化を示す。
【図４】第２実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】第３実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板（一部）の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】第４実施形態の発光装置及び表示装置の光源部分及び導光板（一部）の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】第５実施形態の発光装置及び表示装置の表示パネル部分の構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  導光板
１００ａ  突起部分
１０１  赤色発光ダイオード
１０２  青緑色冷陰極管
１０３  緑色冷陰極管
１０４  青色冷陰極管
１０５  放熱部材
１０６  反射部材
１０７  導光部材
１０８  液晶パネル
１０９  発光装置
１１０  光センサ
１１１  拡散ドット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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